初中常见气体的制取和收集

21.复习复习O2、CO2、H2常见气体的实验室制法。常见气体的实验室制法。2.总结出实验室制取气体的一般规律。总结出实验室制取气体的一般规律。1、药品及反应原理、药品及反应原理2、发生装置、发生装置3、收集装置、收集装置4、检验、检验 实验室制取某种气体应从哪实验室制取某种气体应从哪些方面考虑？些方面考虑？初中常用实验仪器初中常用实验仪器试管 锥形瓶 烧杯 长颈漏斗 分液漏斗 集气瓶 玻璃片 水槽铁架台 酒精灯 双孔胶塞 单孔胶塞 导管1 导管2一、一、 O2 的实验室制法的实验室制法 过氧化氢（无色溶液）、氯酸钾（白色固体）、过氧化氢（无色溶液）、氯酸钾（白色固体）、 高锰酸钾（紫黑色固体）、二氧化锰（黑色固体）高锰酸钾（紫黑色固体）、二氧化锰（黑色固体）233222OKClKClOMnO224242OMnOMnOKKMnO2H2O2 2H2O + O2 1.药品药品：2.实验原理实验原理3.发生装置和收集装置的选择发生装置和收集装置的选择1）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2 装置的选择装置的选择氧气是无色无味的气体，不易溶于水。标准状况下，密度为氧气是无色无味的气体，不易溶于水。标准状况下，密度为1.429克克/升，密度比空气大（空气密度升，密度比空气大（空气密度1.293克克/升）。升）。 2）用高锰酸钾制取用高锰酸钾制取02的装置选择的装置选择1.1.按要求连接好装置并检查装置气密性按要求连接好装置并检查装置气密性4.4.加热高锰酸钾制取加热高锰酸钾制取O O2 2的主要操作步骤：的主要操作步骤： 3.3.固定试管和集气瓶固定试管和集气瓶.2.2.装入药品（先加固体，后加液体）装入药品（先加固体，后加液体）5.5.收集气体收集气体6. .先把导管移出水面先把导管移出水面4.4.点燃酒精灯给试管加热点燃酒精灯给试管加热7.7.后熄灭酒精灯后熄灭酒精灯8.8.正放集气瓶正放集气瓶查查装装点点收收移移 熄熄放放定定防止水槽中的水防止水槽中的水倒流引起试管炸倒流引起试管炸裂裂 5.检验方法：检验方法：带火星的木条伸入集气瓶内，复燃则为带火星的木条伸入集气瓶内，复燃则为O O2 2。6.验满方法：验满方法： 带火星木条靠近集气瓶口，复燃则满或带火星木条靠近集气瓶口，复燃则满或当集气瓶内水全部排尽且有大气泡从瓶口冒当集气瓶内水全部排尽且有大气泡从瓶口冒出时则满。出时则满。二、二、CO2的实验室制法的实验室制法1、药品的选择、药品的选择 实验室制取实验室制取CO2最适宜的药品是：最适宜的药品是：石灰石石灰石 （或大理石）和（或大理石）和 稀盐酸稀盐酸为什么不用下列物质为什么不用下列物质原因原因硫酸和石灰石硫酸和石灰石 石灰石和浓盐酸石灰石和浓盐酸 碳酸钙粉末碳酸钙粉末或碳酸钠粉末或碳酸钠粉末 硫酸与石灰石反应生成微溶于水的硫硫酸与石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在石灰石表面阻止反应进一步酸钙会覆盖在石灰石表面阻止反应进一步进行。进行。 浓盐酸会发挥发出氯化氢气体，使收浓盐酸会发挥发出氯化氢气体，使收集的气体不纯。集的气体不纯。反应速率过快，不利于收集气体。反应速率过快，不利于收集气体。2.2.实验原理实验原理OHCOCaClHClCaCO222323.发生装置和收集装置的选择发生装置和收集装置的选择二氧化碳在通常状况下是一种无色、无臭、无味的气体能二氧化碳在通常状况下是一种无色、无臭、无味的气体能溶于水。二氧化碳的密度比空气大，溶于水。二氧化碳的密度比空气大，在标准状况下密度为在标准状况下密度为1977g/L，约是空气的，约是空气的15倍。倍。4.实验步骤实验步骤验满气体验满气体放置放置检验气体检验气体通入澄清石灰水中，震荡，通入澄清石灰水中，震荡，石灰水变浑浊则为石灰水变浑浊则为CO2。将燃着的木条靠近集气将燃着的木条靠近集气瓶口，熄灭则满瓶口，熄灭则满检查装置气密性检查装置气密性三、H2的实验室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H21.药品： 锌和稀硫酸锌和稀硫酸2.实验原理：3.发生装置和收集装置的选择4.检验方法：用燃着的木条点燃，发用燃着的木条点燃，发出淡蓝色火焰，产物只出淡蓝色火焰，产物只有水。有水。氢气是无色并且密度比空气小氢气是无色并且密度比空气小的气体，在各种气体中，氢气的气体，在各种气体中，氢气的密度最小，氢气难溶于水。的密度最小，氢气难溶于水。氧气、二氧化碳工业制法氧气、二氧化碳工业制法分离液态空气法分离液态空气法高温煅烧石灰石高温煅烧石灰石利用液态氮和液态氧的利用液态氮和液态氧的沸点不同，使液态氮先沸点不同，使液态氮先汽化汽化CaCO3=CaO+CO2 高温高温方法方法原理原理O2CO2工业制法需考虑因素：工业制法需考虑因素：原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生产及对环境的影响等。能否大量生产及对环境的影响等。实验室制取气体选取药品需考虑的因素：实验室制取气体选取药品需考虑的因素：药品的价格、反应条件、药品的价格、反应条件、反应速率、收集难易、气体的纯度、安全与否、是否环保等。反应速率、收集难易、气体的纯度、安全与否、是否环保等。1.实验室制取气体选取药品的选取实验室制取气体选取药品的选取四、实验室制取气体的一般规律四、实验室制取气体的一般规律 基本类型基本类型: : 1 1）固体反应物（需加热）固体反应物（需加热）-固固加热固固加热 设计原则：设计原则：2 2）固液反应物（不需加热）固液反应物（不需加热）-固液不加热固液不加热2 2、气体发生装置、气体发生装置根据反应物质的状态和反应条件根据反应物质的状态和反应条件注意事项：注意事项：（1 1）加热时，先预热且应用外焰加热）加热时，先预热且应用外焰加热（2 2）试管口应略向下倾斜）试管口应略向下倾斜（3 3）药品应平铺于试管底部）药品应平铺于试管底部（4 4）导管稍露出橡皮塞）导管稍露出橡皮塞（5 5）用高锰酸钾制取氧气时，试管口放一团棉花）用高锰酸钾制取氧气时，试管口放一团棉花1 1）固体反应物（加热）固体反应物（加热）-固固加热固固加热 -防止冷凝水倒流引起试管炸裂防止冷凝水倒流引起试管炸裂-防止固体混合物随气流冲向试管口，又便于控制气体放出的速度防止固体混合物随气流冲向试管口，又便于控制气体放出的速度-防止伸入太长不易于气体排出防止伸入太长不易于气体排出-防止局部温度过高造成试管炸裂防止局部温度过高造成试管炸裂-防止高锰酸钾粉末随气流进入导管防止高锰酸钾粉末随气流进入导管2 2）固液反应物（不加热）固液反应物（不加热）-固液不加热固液不加热(d)(a)便于随时添加药品。便于随时添加药品。(b)可以控制反应速率可以控制反应速率。(c)可以控制反应的发生和停止。可以控制反应的发生和停止。装置简单，适用于制取少量的气体；装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。装置装置(a)(a)的特点：的特点：装置装置(b)(b)的特点：的特点：装置装置(c)(c)的特点：的特点：装置装置(d)(d)的特点：的特点：注意注意:长颈漏斗的下端管口应插长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成入液面以下，形成液封液封，防止生，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。成的气体从长颈漏斗逸出。导管只需突出胶塞少导管只需突出胶塞少许，便于气体的排出。许，便于气体的排出。 基本类型基本类型: : 3 3）排水法排水法 2 2）向下排空气法向下排空气法 设计原则：设计原则： 1 1）向上排空气法向上排空气法3、气体收集装置气体的水溶性、密度、是否能与水或空气反应气体的水溶性、密度、是否能与水或空气反应适用情况：适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。且不与水反应。气体密度大于空气气体密度大于空气且不与空气中的成分反应且不与空气中的成分反应 气体密度小于空气气体密度小于空气且不与空气中的成分反应且不与空气中的成分反应 2）向下排空气法收集气体的装置）向下排空气法收集气体的装置 比空气重，比空气重，在空气的下在空气的下方，排空气方，排空气法时就把空法时就把空气气“托托”出出去去1）向上排空气法收集气体的装置）向上排空气法收集气体的装置 比空气轻，比空气轻，空气比较重空气比较重在下方，排在下方，排空气法时就空气法时就把空气把空气“压压”出去出去排空气法时需注意事项：排空气法时需注意事项：1.1.进气导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。进气导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。2.2.密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。3）排水法收集气体的装置）排水法收集气体的装置 1 1）集气瓶内必须）集气瓶内必须装满水且不能留有气泡装满水且不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。，否则收集到的气体不纯。注意事项：注意事项：2）当）当气泡连续均匀地放出气泡连续均匀地放出才开始收集气体，否则收集到的气体不纯。才开始收集气体，否则收集到的气体不纯。3）当集气瓶内的水全部排尽且瓶口出现大气泡时当集气瓶内的水全部排尽且瓶口出现大气泡时，说明气体收集满了。，说明气体收集满了。 4）气体收集完毕后，要）气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的，否则收集到的气体不纯。气体不纯。 小结小结 实验室制气体的一般思路实验室制气体的一般思路反应物的状态反应物的状态实验室制取气体选取药品需考虑的因素：实验室制取气体选取药品需考虑的因素：药品的价格、反应条件、反应速药品的价格、反应条件、反应速率、收集难易、气体的纯度、安全与否、是否环保等。率、收集难易、气体的纯度、安全与否、是否环保等。发生装置发生装置 反应条件：固体和固体固体和固体 固体和液体固体和液体 是否需要加热是否需要加热 收集装置收集装置 排空气法排空气法 排水法：排水法： 密度比空气的大密度比空气的大 向上排气法向上排气法密度比空气的小密度比空气的小 向下排气法向下排气法 不易溶于水、不与水发生反应不易溶于水、不与水发生反应1 1、NONO是大气污染物之一，但少量在人体内具有扩张血管、增是大气污染物之一，但少量在人体内具有扩张血管、增强记忆空能，难溶于水通常条件下极易与空气中氧气反应实验强记忆空能，难溶于水通常条件下极易与空气中氧气反应实验室收集方法是（室收集方法是（ ）A A、向上排空气、向上排空气B B、向下排空气法、向下排空气法C C、排水法、排水法D D、即可用排水法又可用向上排空气法、即可用排水法又可用向上排空气法c24长颈漏斗应该插长颈漏斗应该插入液面以下。入液面以下。伸入反应容器中的导伸入反应容器中的导气管不宜过长。气管不宜过长。3.3.下图所示为实验室常用的实验装置：下图所示为实验室常用的实验装置： 据此回答下列问题：据此回答下列问题：（1 1）写出带标号仪器的名称：）写出带标号仪器的名称： 、 。（2 2）实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取）实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取COCO2 2，选用的气，选用的气体发生装置和收集装置分别是体发生装置和收集装置分别是 和和 （填序号），该反（填序号），该反应的化学方程式为应的化学方程式为 ，检验该气体收集满的方法，检验该气体收集满的方法 是是 。（3 3）F F装置可用来测量生成的装置可用来测量生成的COCO2 2气体的体积，其中在水面气体的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是上放一层植物油的目的是 。试管试管集气瓶集气瓶BD将将CO2和和H2O进行隔离，防止进行隔离，防止CO2溶于水溶于水将燃着的木条放在集气瓶口将燃着的木条放在集气瓶口,如果熄灭如果熄灭,则为收集满则为收集满.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO24 4化学是一门以实验为基础的科学。化学是一门以实验为基础的科学。 (1)(1)根据图根据图1 1回答：在连接回答：在连接c c和和d d时，使时，使d d 较易插入较易插入c c中的措施是中的措施是 (2)(2)采用图采用图2 2所示操作可能造成的后果之一是所示操作可能造成的后果之一是 ；(3)(3)利用图利用图3 3装置装置( (夹持装置未画出夹持装置未画出) )能进行的实验是能进行的实验是 ；A A用高锰酸钾制氧气用高锰酸钾制氧气 B B用石灰石与稀盐酸制二氧化碳用石灰石与稀盐酸制二氧化碳C C用锌与稀硫酸制氢气用锌与稀硫酸制氢气 D D用双氧水与二氧化锰制氧气用双氧水与二氧化锰制氧气(4)(4)图图3 3中的气体发生装置虽然简单，操作方便，但无法控制反应速率。请从图中的气体发生装置虽然简单，操作方便，但无法控制反应速率。请从图4 4中选取中选取 ( (选填序号选填序号) )与图与图1 1中中a a组装成新的气体发生装置，以达到控制反组装成新的气体发生装置，以达到控制反应速率的目的。应速率的目的。将插入橡皮塞的导管一端先用水润湿将插入橡皮塞的导管一端先用水润湿压破试管压破试管C DC5 5硫化氢（硫化氢（H2S）是一种有毒气体，其密度比空气的密度大，且能溶于）是一种有毒气体，其密度比空气的密度大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，）和稀硫酸混合，在常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。在常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。根据装置图回答下列问题：根据装置图回答下列问题： 制取硫化氢气体的发生装置可以选用制取硫化氢气体的发生装置可以选用 若用若用C C装置收集硫化氢气体，进气口应为装置收集硫化氢气体，进气口应为 ，原因是，原因是 为了验证硫化氢的水溶液呈酸性，可以将该气体通入装置为了验证硫化氢的水溶液呈酸性，可以将该气体通入装置D D，D D中所盛的试剂应该是中所盛的试剂应该是 ，现象是，现象是 做上述实验时，为了防止多余的硫化氢逸出污染环境，可做上述实验时，为了防止多余的硫化氢逸出污染环境，可以将其通入装置以将其通入装置E E吸收，吸收，E E中的试剂应该为中的试剂应该为 溶液。溶液。BbH2S气体密度大于空气气体密度大于空气紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液溶液变红溶液变红NaOH溶液溶液2012.05.04